模具类学生工程实践能力提升的探索与实践

［摘 要］ 针对“锻造工艺与锻模设计”课程的教学现状，依据工程教育专业认证标准，通过完善实践教学体系、抓好实践教学体系中的关键教学环节等有效渠道创造工程实践训练机会；采取线上线下相结合，利用典型锻件的生产视频等优质学习资源，弥补理论教学的不足之处，培养学生的工程实践能力和综合素质；强化过程考核力度，增加过程考核因素，提高持续改进效果；以课程体系为主线深挖课程思政元素，提高专业教育与价值观教育同步驱动的实施效果。通过对近三年课程目标达成值的分析发现：“锻造工艺与锻模设计”课程的持续改进效果较好，提高了模具类学生的工程实践能力和综合素质，进一步提升了人才培养质量。

［关键词］ 锻造工艺与锻模设计；工程实践能力；实践教学；线上线下混合教学；课程思政

［基金项目］ 2023年度西安建筑科技大学校级教改重点项目“国家一流专业建设背景下材料成型及控制工程专业教学实践与改革”（JG23ZD13）；2022年度西安建筑科技大学校级课程思政示范课程重点项目“金属塑性加工工艺学2”；2024年度西安建筑科技大学校首批“三百计划”课程建设项目“金属塑性加工工艺学2”

［作者简介］ 刘世锋（1978—），男，山西太原人，博士，西安建筑科技大学冶金工程学院教授，主要从事钢铁材料增材制造研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）06-0121-04 ［收稿日期］ 2023-11-06

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础，是针对高等教育工程类专业开展的一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价［1］。近年来，我国在工程教育实践方面取得了较大的进步与发展。2023年6月，教育部教育质量评估中心会同中国工程教育专业认证协会发布历年通过工程教育专业认证的普通高等学校本科专业名单。数据显示，截至2022年年底，全国共有321所普通高等学校的2 385个专业通过了工程教育认证［2］。目前，很多专业致力于继续推进工程教育专业认证的准备工作，包括西安建筑科技大学材料成型及控制工程专业等。

专业是人才培养的基石，工程教育专业认证是衡量专业人才培养质量的重要手段［3］。而课程是人才培养的关键要素，课程质量直接影响着人才培养的质量，课程改革对培养学生解决复杂工程实践问题的能力、更好地落实工程教育专业认证的人才培养理念具有举足轻重的作用［4］。同时，2019年，教育部印发《关于一流本科课程建设的实施意见》提出，把立德树人成效作为检验高校一切工作的根本标准，深入挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育元素，建设适应新时代要求的一流本科课程［5］。2020年，教育部等三部门印发的《“双一流”建设成效评价办法（试行）》也指出，将立德树人成效作为根本考察标准，而落实立德树人根本任务的关键环节就是在课程中有机融入课程思政元素［6］。工程教育专业认证也十分重视对课程目标达成情况的评价。

由于模具类课程具有较强的综合性和实践性等特点，对学生工程实践能力的提升水平要求较高。因此，对模具类专业核心课程“锻造工艺与锻模设计”课程进行改革与探索，并利用课堂教学，同时实施专业教育与价值观教育同步驱动，这对模具类课程的改革具有重要意义，能够提高工程教育质量，推进工程教育专业认证。

一、课程现状分析

模具工业是制造业的重要支柱，是制造各种零部件和成品所必需的关键工具。为顺应市场需求，国内许多高校的模具类专业都开设了“锻造工艺与锻模设计”课程，并将其作为模具专业的主干核心课程之一，西安建筑科技大学材料成型及控制工程专业模具方向同样也开设了“锻造工艺与锻模设计”等模具方向的相关课程。

“锻造工艺与锻模设计”课程作为模具类的专业核心课程，具有实践性强、多学科渗透的特点。该课程旨在通过理论教学，使学生掌握锻造工艺流程及模具设计的基本原理，理解各种锻造成形技术概念，了解自由锻加工过程中金属变形的微观与宏观的基本规律，以及自由锻工序特点、锻件分类、锻件基本工序分析和自由锻、模锻工艺规程制定等相关技术知识，掌握锻造模具设计，启发学生在学习锻造技术时运用科学的思维与方法，培养学生的创新能力、综合运用理论知识能力和独立解决复杂工程问题的工程实践能力；培养学生具备锻造职业道德和强烈的社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。

“锻造工艺与锻模设计”等模具类课程的共同特点是多、杂、难且具有较强的综合性和实践性，在教学中存在的主要问题如下。

（一）工程实践能力的训练机会较少，成果导向的教育理念彰显不够充分

成果导向作为工程教育专业认证的核心理念，是高等教育教学设计的出发点，也是以学生学习产出为导向，追求卓越教育的正确方向［7］。“锻造工艺与锻模设计”课程为32学时，共包括10章内容，课时较少，而课程教学内容多而杂，使得教师在教学过程中多将重心放在如何在有限教学时间内传授给学生课程大纲所要求的教学内容，而未有较多的精力注重理论教学与工程实践的紧密结合。此外，课程教学内容的高阶性、创新性和挑战度不能得到较好体现；单纯的理论授课易使学生感到课程内容抽象、晦涩，难以理解，产生畏难厌学情绪；学生由于缺少实践机会而难以运用课堂所学理论知识去解决实际的工程问题。因此，学生的创新能力、综合运用理论知识的能力和工程实践能力均有待进一步提高。

（二）课程评价方式较单一，实现持续改进的效果仍不够理想

以往的课程评价主要考查学生对知识的掌握情况，期末考试占比较大，从而忽视了对学生学习过程和学习能力的考查，过程考核因素相对比较单一，未能较全面反映课程目标的达成情况。因此，课程难以在此基础上采取有效措施达到有效持续改进的目的，导致“锻造工艺与锻模设计”课程近几年的教学效果提升幅度较小，不够理想。

（三）专业教育与价值观教育同步驱动的实施效果欠佳

虽然“锻造工艺与锻模设计”课程已经融入了一些思政元素，但其深度和数量均还不够充分，且存在专业教育和思政教育融入不深等问题，在一定程度上影响了专业教育与价值观教育同步驱动的实施效果。

针对在教学过程中出现的上述三方面问题，围绕工程教育专业认证标准，开展了“锻造工艺与锻模设计”课程的教学改革与探索，以提高教学质量，培养学生的创新能力、综合运用理论知识能力和工程实践能力。

二、课程教学模式的探索与实践

（一）采取多种有效渠道，创造工程实践训练的机会

实践教学是培养学生工程实践能力的重要渠道。因此，在教学中应完善实践教学体系，突出工程实践能力的培养。另外，还可以使学生通过各类实习，了解行业企业的新工艺、新技术以及新装备，培养学生的创新能力和工程实践能力。（1）以提高学生创新能力、工程实践能力等为目标，进行实践教学计划、实践教学大纲、实习指导书等实践性教学文件、规范性文件的制定及修订等，完善实践教学体系，并在实践教学的过程中能够严格执行。（2）抓好实践教学体系中的关键教学环节。

对模具类学生而言，金工实习、认识实习、生产实习及毕业实习、毕业设计等均为实践教学体系中的关键环节，这对于工科学生培养工程实践能力起着非常重要的作用。因此，专业采用内联外引，拓展校企合作的广度与深度，建成洛拖等10余个实习实训基地，通过实习使学生了解锻造工艺及设备、模具设计及制造等，提高学生的创新能力和工程实践能力。

在“模具设计及制造2”课程设计时，给每名学生布置一个典型锻件，如凸轮轴、法兰、齿轮坯、连杆、扳手、轨道轮等，要求学生完成指定锻件的锻造工艺路线及模具设计工作，锻炼和培养学生独立思考和工程实践能力。

长期坚持以设计类任务为毕业设计（论文）的主体，如设置40Cr钩子扳手的成形工艺及模具设计、40MnB汽车连杆成形工艺及模具设计、40Cr长齿轮轴锻造工艺与模具设计等一系列具有代表性锻件的毕设题目，要求学生进行工艺分析和工艺计算，并根据计算结果进行锻造模具设计，最终提交不少于2万字的设计说明书一本、锻造模具图纸一套（包括模具装配图、上模和下模）、计算毛坯图等，提高学生的工程实践能力和综合素质。

（二）线上线下教学方式相融合，利用优质学习资源，弥补理论教学的不足之处

“锻造工艺与锻模设计”课程涉及较强的工程实践，其内容复杂抽象且具有较强专业背景。该课程采用线上线下相结合的教学方式，以学生为中心，在持续优化和完善课程线上教学资源时，进一步扩大和完善先进企业的典型锻件生产视频数量和代表性，例如，德国大规格长轴的自由锻造工艺过程、日本齿轮坯的锻造工艺过程等，使学生对生产现场的工艺流程有清楚认识，增强对生产过程的感性认识，弥补理论教学的不足之处；增加线上测试题目种类和数量等多种教学的方式和手段，使学生通过线上学习平台获取更多的优质学习资源，充分发挥线上教学资源的优势，并与线下课堂授课相结合，加深学生对锻造工艺原理、工艺流程的理解和认识；采用线上讨论和答疑等手段，提高学生的参与度和积极性，并在学习过程中潜移默化地培养学生的综合素质和工程实践能力，培养学生的团队合作意识和创新意识。

（三）加大过程考核的力度和因素，提高持续改进的实施效果

在课程考核时，提高过程考核力度，将以前过程考核所占30%的比例提高至50%，既可以调动学生平时学习的积极性，又减轻了学生期末考试的负担。此外，考试题趋向于设置与生产紧密贴合，同时能够考查学生工程实践能力、语言表达能力和理解分析能力的试题，使评价结果更真实、更全面，这对学生工程实践等综合素质的提高也起着积极的作用。过程考核的因素增多，包括平时作业、线上学习成绩和讨论成绩，线上成绩中在线互动占比40%、线上课件和视频观看占比30%、线上作业占比30%。在布置平时作业时，给出一些典型锻件如汽车连杆、扳手，要求学生制定工艺流程、进行工艺计算，并进行锻模设计，培养学生具有一定的工程意识和工程实践能力。

“锻造工艺与锻模设计”课程支持本专业毕业要求3：设计/开发解决方案中的3.1，毕业要求7：环境和可持续发展中的7.1，毕业要求8中的8.3。该课程在近三年的达成情况如表1所示。可以看出，随着课程过程考核力度和因素的增加，指标点3.1即课程目标1达成值由2017级的0.81持续增加至2019级的0.88；指标点8.3即课程目标3达成值由2017级的0.76增加至2018级的0.90，且2019级仍为0.90；指标点7.1即课程目标2达成值由2017级的0.83降低至2018级的0.75，但又增加至2019级的0.79，仍需要进行持续改进。总体来说，经过加强过程考核力度和因素后，2018级和2019级的持续改进实施效果有较大程度的提高，后续在教学过程中仍须要进行持续改进。

（四）以课程体系为主线，深入挖掘课程思政元素

“锻造工艺与锻模设计”作为模具类方向专业核心课程，启发学生在学习锻造技术时运用科学的思维与方法，培养学生的创新能力、综合运用理论知识能力和工程实践能力。此外，还应培养学生具备锻造职业道德和强烈的社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。因此，在教学过程中应深入思考、挖掘各章节思政元素展现形式，例如，在课程第一章《绪论》部分融入增强文化自信的理念，在第三章《锻造的热规范》中融入“保护环境，造福后代”的思政点，在第四章《自由锻造工艺》中融入培养和弘扬精益求精的工匠精神的思政点，在第七章《锻模设计》中融入注重科技创新、提高工程实践能力的思政点，且在教学全过程中均融入远大理想塑造的思政点，达到课程思政目标的要求。

结语

工程教育专业认证是高等工科教育的必然趋势，本文围绕工程教育专业认证背景下“锻造工艺与锻模设计”课程教学目前存在的主要问题，通过完善实践教学体系、抓好实践教学体系中的关键教学环节等多种有效渠道，为学生创造更多的工程实践训练机会；采取线上线下教学方式相结合，弥补理论教学的不足之处，培养学生的工程实践能力和综合素质；强化过程考核力度，增加过程考核因素，提高了近三年持续改进的效果，后续仍须要进行持续改进；以课程体系为主线，提高专业教育与价值观教育同步驱动的实施效果。通过采取多种措施，提高了模具类学生的工程实践能力和综合素质，进一步提升了人才培养质量。